[发明专利]具有永久防紫外线功能的石墨烯/尼龙6织物及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种具有永久紫外防护性能的石墨烯/尼龙6织物及其制备方法，属于功能性织物领域。该具有紫外防护性能的石墨烯/尼龙6织物，是由石墨烯/尼龙6复合材料纤维织物化所得到；石墨烯/尼龙6复合材料纤维是由改性石墨烯与己内酰胺原位聚合并熔融纺丝得到。本发明得到的石墨烯/尼龙6织物不但具有优良的物理机械性能，还具有多种尼龙6织物所不具备的功能，尤其是紫外防护性能，且其功能永久有效，不会因织物水洗次数增加而产生衰减。石墨烯/尼龙6织物的紫外防护系数UPF>40，紫外光透过率T(UVA)<5％，符合标准GB/T18830‑2009关于防紫外线产品的要求，可作为防紫外功能织物用于皮肤衣、太阳伞、窗帘等领域。

技术领域

本发明涉及了一种具有永久紫外防护性能的石墨烯/尼龙6织物及其制备方法，属于功能性织物技术领域。

背景技术

尼龙6(也称锦纶6)织物具有高强度、耐磨、回弹性好、耐蛀、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于各种衣料、遮蔽材料及针织品。尼龙6织物属于轻型织物，非常适合做高档登山服、冬季服装等。

紫外线通常是指是光谱中波长为10-400nm部分辐射的总称。太阳光中含有大量的紫外线辐照，其中能够到达地表的UVB(280-320nm)部分能量较高，能够对人的皮肤造成强烈的光损伤，使其出现真皮血管扩张、红肿、水泡等症状。长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，甚至严重者可引起皮肤癌。UVA(315-340nm)部分的紫外线可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑。长期积累是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。近些年来，由于气候变暖和大气层臭氧层的破坏，紫外线对人体的伤害越来越引起广泛的重视。同时紫外线也是众多曝露在紫外线环境中的材料、设备老化的重要原因。

石墨烯是一种具有二维晶体结构的纳米材料，除了具有超高的机械性能和导电导热性能，还具有很大的比表面积和良好的紫外吸收性能，是一种理想的紫外防护材料或填料。目前，许多织物采用涂覆紫外遮蔽剂的方法来提高织物的紫外防护性能。但这种方法中织物外层所涂敷的遮蔽剂会随着洗涤次数增加或使用时间增加而脱落导致紫外防护效果衰退甚至是环境污染问题。此外一些有机类遮蔽剂具有一定毒性，不适合与人体皮肤长时间接触。例如中国专利CN 103469555 B公开了一种利用石墨烯作为遮蔽剂的纺织面料的制备方法，虽然具有相当的紫外防护效果，但这种面料仍有随洗涤次数增加和织物表面磨损而导致紫外防护效果衰退的风险。市场上这一类紫外防护织物都会因洗涤和磨损导致使用寿命非常有限，不但降低了商品的性价比且失效后的产品因被淘汰而导致资源浪费和环境污染。因此开发出一种具有永久防紫外功能的石墨烯/尼龙6织物是亟待解决的技术问题并具有极大的市场潜力。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种具有永久防紫外功能的石墨烯/尼龙6织物及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：.一种具有永久紫外防护性能的石墨烯/尼龙6织物，所述织物由石墨烯/尼龙6复合纤维经织物化得到，每平方米石墨烯/尼龙6复合纤维用量不少于150g。所述石墨烯/尼龙6复合纤维由石墨烯/尼龙6纳米复合材料和助剂经高速熔融纺丝得到，所述石墨烯/尼龙6纳米复合材料由尼龙6和接枝有尼龙6的单层石墨烯组成，所述接枝有尼龙6的单层石墨烯的横向尺寸大于1微米；石墨烯的质量与尼龙6的总质量之比为0.01-0.5:100；助剂与石墨烯/尼龙6复合材料质量比为0-5:100。

进一步地，所述石墨烯/尼龙6织物的紫外防护系数UPF>40，紫外光透过率T(UVA)<5％。

一种具有永久紫外防护性能的石墨烯/尼龙6织物的制备方法，该方法为：将石墨烯/尼龙6复合纤维进行织物化。每平方米织物中，石墨烯/尼龙6复合纤维用量不少于150g。

进一步地，所述石墨烯/尼龙6复合纤维通过以下方法制备得到：